DISSERTAÇÃO_Bioforticação agronômica com selênio em arroz

Texto

(1)PAULO FERNANDES BOLDRIN. BIOFORTIFICAÇÃO AGRONÔMICA COM SELÊNIO EM ARROZ. LAVRAS – MG 2011.

(2) PAULO FERNANDES BOLDRIN. BIOFORTIFICAÇÃO AGRONÔMICA COM SELÊNIO EM ARROZ. Dissertação apresentada à Universidade Federal de Lavras, como parte das exigências do Programa de PósGraduação em Ciência do Solo, área de concentração em Fertilidade do Solo e Nutrição de Plantas, para a obtenção do título de Mestre.. Orientador Dr. Valdemar Faquin. LAVRAS – MG 2011.

(3) Ficha Catalográfica Preparada pela Divisão de Processos Técnicos da Biblioteca da UFLA. Boldrin, Paulo Fernandes. Bioforticação agronômica com selênio em arroz / Paulo Fernandes Boldrin. – Lavras : UFLA, 2011. 63 p. : il. Dissertação (mestrado) – Universidade Federal de Lavras, 2011. Orientador: Valdemar Faquin. Bibliografia. 1. Adubação. 2. Selenato. 3. Selenito. 4. Selênio. 5. Oriza sativa L. I. Universidade Federal de Lavras. II. Título. CDD – 631.8.

(4) PAULO FERNANDES BOLDRIN. BIOFORTIFICAÇÃO AGRONÔMICA COM SELÊNIO EM ARROZ. Dissertação apresentada à Universidade Federal de Lavras, como parte das exigências do Programa de PósGraduação em Ciência do Solo, área de concentração em Fertilidade do Solo e Nutrição de Plantas, para a obtenção do título de Mestre.. APROVADA em 30 de setembro de 2011. PhD. Luiz Roberto Guimarães Guilherme. UFLA. Dr. Joelma Perreira. UFLA. Dr. Valdemar Faquin Orientador Coorientador Dr. Sílvio Júnio Ramos. LAVRAS – MG 2011.

(5) Aos meus pais, José Boldrin e Marli. DEDICO.

(6) AGRADECIMENTOS Agradeço a Deus por sempre ter estado presente em minha vida guiando, todos os meus passos. À Universidade Federal de Lavras (UFLA), e ao Departamento de Ciência do Solo (DCS) / UFLA, pela realização do curso. Ao Professor Valdemar Faquin, por todos os ensinamentos, conselhos, orientações, que com certeza contribuiu muito para minha formação profissional e pessoal. À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), pela concessão da bolsa de estudo. Ao Sílvio Júnio Ramos, pela coorientação na elaboração e condução dos trabalhos, e pela grande contribuição à minha formação. Aos técnicos e funcionários do DCS/UFLA, em especial ao Roberto por sempre ter estado pronto para ajudar-me, profissional que certamente terei como exemplo de competência e honestidade para ser seguido. À Carla Elisa, Fabrício Ávila, Nilma Portela, Geila Carvalho, Enio Tarso, Andressa por toda ajuda na condução e análises do experimento. A todos os colegas do departamento, ao Walbert e o Bruno por todos os conhecimentos compartilhados. Aos meus Pais, familiares, minhas irmãs Roberta e Mariana, meus cunhados Jémerson e Daniel por todos os ensinamentos, virtudes e pela confiança que sempre depositaram em mim, por serem a minha base e refúgio. À Karina por todo apoio, amor, companheirismo..

(7) RESUMO O selênio (Se) é considerado essencial para humanos e animais por fazer parte de uma série de reações químicas e possuir propriedades antioxidantes. Dietas deficientes em Se estão associadas com problemas de saúde. Sendo assim, espera-se com a biofortificação com Se, minimizar os problemas relacionados a essas deficiências, e a escolha de culturas amplamente consumidas pela população, também auxilia nesse sentido. No presente estudo foram realizados dois experimentos. O primeiro, para avaliar o efeito de doses de selenato e selenito, aplicadas no solo, na biofortificação com Se, no crescimento e produção de plantas de arroz, na eficiência das raízes na absorção de Se, no aproveitamento do Se aplicado, além de verificar a influência dessas fontes de Se nos teores de P, S, Fe e Zn nos grãos de arroz. No segundo experimento, compararam-se formas de aplicação (via solo e foliar) e fontes de Se (selenato e selenito) no crescimento, produção de grãos, teor e acúmulo de Se, bem como nos teores de N, P, Mg, S, B, Cu, Fe, Mn e Zn nos grãos de arroz. Os experimentos foram conduzidos em casa de vegetação utilizando-se vasos com 4 dm3 de um Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico, textura média, com duas plantas por vaso. Os delineamentos experimentais foram inteiramente casualizados. O primeiro experimento constou de um esquema fatorial 5 × 2, sendo cinco doses de Se (0; 0,75; 1,50; 3,0; 6,0 mg dm-3) e duas fontes de Se (selenato de sódio e selenito de sódio), com cinco repetições. O segundo experimento utilizou o esquema fatorial 2 × 2 × 2, sendo: com e sem aplicação de Se; dois modos de aplicação de Se (via solo na dose de 0,75 mg dm-3 e foliar na concentração de 50 mmol L-1) e duas fontes de Se (selenato de sódio e selenito de sódio), com cinco repetições. No primeiro experimento, o selenato proporcionou maior eficiência na sua absorção pelas raízes, aproveitamento pela planta, translocação para a parte aérea e teor desse elemento nos grãos. A biofortificação agronômica com Se em arroz foi melhor alcançada na dose de 0,75 mg dm-3 ao se utilizar o selenito, ou doses menores ao se utilizar o selenato. A aplicação de Se junto à adubação influenciou os teores de P, S, Fe e Zn nos grãos do arroz. No segundo experimento, verificou-se que o selenato aumentou a produção de massa seca e, ambas as fontes de Se, via foliar, aumentaram a produção de grãos. A aplicação de Se, tanto foliar quanto via solo, promoveu aumentos nos seus teores nos grãos do arroz, sendo a via solo mais efetiva. Os teores dos macros e micronutrientes nos grãos do arroz foram influenciados pela forma de aplicação e fontes de Se. É possível aumentar o teor de Se em arroz, com o uso de selenato e selenito na adubação, para minimizar a deficiência desse elemento na população humana. Palavras-chave: Selenato. Selenito. Oryza sativa L.. Adubação foliar. Adubação via solo..

(8) ABSTRACT Selenium (Se) is a chemical element considered essential for humans and animals to be part of a chemical reactions series and to possess antioxidant properties. Deficient diets in selenium are associated with health problems. Therefore, biofortification with Se is a hope to minimize the problems related to these deficiencies, and in this regard, the choice of crops largely consumed by population also helps. Two experiments were carried out in this study. The first one was to evaluate the effect of selenite and selenate doses applied in soil, in biofortification with Se in rice plants growth and yield, in the root efficiency in Se uptake, in the Se use, besides to checking these sources influence in the levels of P, S, Fe and Zn in rice grains. In the second experiment, we compared application forms (soil and foliar) and Se sources (selenate and selenite) on growth, grain production, Se content and accumulation, as well as content of N, P, Mg, S , B, Cu, Fe, Mn and Zn in rice grains. The experiments were conducted in a greenhouse using pots with 4 dm3 of a Red-Yellow Latosol, medium texture, with two plants per pot. The experimental designs were completely randomized. The first experiment consisted of a 5 × 2 factorial scheme, with five Se doses (0, 0.75, 1.50, 3.0, 6.0 mg dm-3) and two Se sources (sodium selenate and sodium selenite), with five replicates. The second experiment used the factorial 2 × 2 × 2, as follows: with and without Se application, two Se application forms (dose of 0.75 mg dm-3 in the soil and 50 mmol L-1 in foliar application) and two Se sources (sodium selenate and sodium selenite), with five replicates. In the first experiment, Se applied in selenate form provided greater efficiency in their absorption by the roots, plant use, translocation to the shoot and Se content in the grain. It was found that Se agronomic biofortification in rice was best achieved at a dose 0.75 mg dm-3 when using selenite form or smaller doses when using selenate. It was noted that Se application combined to the fertilization influenced the P, S, Fe and Zn levels in the rice grains. In the second experiment, we found that the Se application as selenate in the soil increased the dry matter production, and both Se sources in foliar form, increased grain production. Both Se application forms (soil and foliar) promoted increases in their levels in rice grains, being the soil application form the most effective one. As observed in the first experiment, macro and micronutrients contents in rice grain were influenced by application forms and Se sources. This study results show that it is possible to increase Se content in rice, with selenite and selenate use in fertilizers to minimize this element deficiency in the human population. Keywords: Selenate. Selenite. Oryza sativa L.. Foliar fertilization. Fertilizing the soil..

(9) SUMÁRIO CAPÍTULO 1 – Introdução Geral ...................................................... 9. 1. INTRODUÇÃO ..................................................................................... 9. 2. REFERÊNCIAL TEÓRICO ............................................................... 11. 2.1 Particularidades do arroz .................................................................... 11. 2.2 Ocorrência e características do selênio .............................................. 12. 2.3 Adubação com selênio .......................................................................... 13. 2.4 Efeito do selênio nas plantas ................................................................ 16. REFERÊNCIAS .................................................................................... 20. CAPÍTULO 2 - Biofortificação Agronômica com Selênio em Arroz Adubado com Selenato e Selenito ............................................ 26 1. INTRODUÇÃO ..................................................................................... 29. 2. MATERIAL E MÉTODOS ................................................................. 30. 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO .......................................................... 33. 4. CONCLUSÕES ..................................................................................... 39. REFERÊNCIAS .................................................................................... 40. CAPÍTULO 3 - Formas de Aplicação e Fontes de Selênio na Biofortificação do Arroz ....................................................................... 43. 1. INTRODUÇÃO ..................................................................................... 46. 2. MATERIAL E MÉTODOS ................................................................. 47. 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO .......................................................... 50. 4. CONCLUSÕES ..................................................................................... 58. REFERÊNCIAS .................................................................................... 59.

(10) 9. CAPÍTULO 1 - Introdução Geral 1 INTRODUÇÃO O Selênio (Se) é considerado essencial para a alimentação animal e humana desde 1957, por ser componente da enzima glutationa peroxidase e de algumas selenoproteínas (RAYMAN, 2002). A necessidade humana de ingestão de Se é de 50-70 µg dia-1 (UNITED STATES DEPARTMENT OF AGRICULTRURE - USDA, 2003). No entanto, em contraste com os seres humanos e animais, o Se para as plantas ainda não é considerado essencial (PILON-SMITS; QUINN, 2010). Apesar disso, há relatos na literatura que esse elemento participa de alguns compostos ou de algumas reações nas plantas e alguns estudos relatam efeitos benéficos do Se, por aumentar a atividade antioxidante, levando a uma maior produção vegetal (HARTIKAINEN; XUE; PIIRONEN, 2000; RÍOS et al., 2008). Alguns estudos revelam que um suplemento dietético com selênio próximo de 100 µg dia-1 resulta em uma diminuição da incidência de câncer no pulmão e próstata em humanos (CLARK et al., 1996; IP et al., 1991). O Se é necessário para o perfeito funcionamento do sistema fisiológico do corpo humano. Segundo Pedrero, Madrid e Câmara (2006), uma dieta deficiente em Se é causada pela ingestão de alimentos vegetais com uma concentração imperceptível desse elemento, devido à sua baixa biodisponibilidade na maioria dos solos e culturas. Por esse motivo e pelo papel das plantas como a principal fonte desse elemento, vários estudos têm surgido em diversas partes do planeta visando aumentar o teor de Se nas culturas agrícolas, para posterior consumo humano. No Brasil, trabalhos desta natureza são escassos, existindo ainda um indicativo de baixo consumo de Se pela população (MAIHARA et al., 2004)..

(11) 10. Desta forma, é importante manter-se atento à possibilidade de deficiências de Se. A técnica da biofortificação com Se consiste no aumento da concentração desse elemento nas culturas agrícolas, através da sua introdução na adubação ou por melhoramento genético, visando atender à necessidade humana ou animal (RÍOS et al., 2008). Ressalta-se que, em programas de biofortificação com Se, deve-se levar em conta a forma de Se aplicada, uma vez que os solos intemperizados, com elevadas concentrações de óxidos de Fe e Al na fração argila,. podem. adsorver. o. selenito,. reduzindo,. consequentemente,. a. disponibilidade de Se para as plantas (ZHANG; SPARKS, 1990). Nesse sentido, Mouta et al. (2008) verificaram que o Se na forma de selenito apresentou grande imobilização em Latossolos do Brasil. A escolha de culturas agrícolas cujos produtos são amplamente consumidas pela população, possibilita maior sucesso nos programas de biofortificação. Nesse sentido, o arroz sendo alimento básico predominante em pelo menos 33 países (LUCCA; POLETTI; SAUTTIER, 2006) apresenta enorme potencial para estudos com Se visando diminuir a deficiência desse elemento na população mundial. Nesse contexto, devido à importância do arroz na alimentação humana, associada à escassez de informações envolvendo a biofortificação agronômica com Se no Brasil, objetivou-se, neste trabalho avaliar o efeito da aplicação de doses de selenato e selenito no solo, bem como verificar efeito dessas fontes em diferentes formas de aplicação (foliar e solo), na produção e biofortificação do arroz com Se..

(12) 11. 2 REFERENCIAL TEÓRICO. 2.1 Particularidades do arroz O arroz (Oryza sativa L.) é uma monocotiledônea da família Poaceae, com ampla adaptabilidade a diferentes condições de clima e solo. Apresenta sistema radicular fasciculado, caules redondos e ocos, com folhas sésseis, limbo foliar plano e inflorescência terminal em forma de panículas. Apesar dos primeiros registros de cultivo serem de uma forma perene, o arroz cultivado atualmente tem um ciclo de características anuais. No entanto, a exploração econômica da soca é possível e há relatos dessa prática por alguns produtores (SOARES, 2005). Essa espécie vem sendo cultivada há muito tempo, tendo seu registro de utilização por diferentes povos, o que dificulta, atualmente, definir a origem da espécie. Porém, é aceito que o arroz possui dois centros de origem, o Sudoeste Asiático (o principal) e o Africano (Secundário) (SOARES, 2005). O arroz, um dos cereais mais consumidos, tem papel importante na alimentação mundial (LUCCA; POLETTI; SAUTTIER, 2006). Juntamente com o feijão, o arroz faz parte da dieta básica da população brasileira. É responsável por 24,2% do total de calorias e 17,9% das proteínas consumidas no país (SOARES, 2005). Villar (2002) definiu padrões de consumo de arroz em três modelos. O modelo asiático corresponde a um consumo médio, per capita, superior a 100 kg ao ano. O modelo subtropical apresenta consumo médio de 35 a 65 kg ao ano, tendo o Brasil um consumo anual de arroz em torno de 42 kg por habitante / ano. Segundo Santos, Stone e Vieira (2006), a cultura do arroz apresenta potencialidade de aumento na produção, com consequente destaque no combate à fome no mundo. Kennedy e Burlingame (2003) relataram que o arroz tem sido.

(13) 12. considerado um dos alimentos com melhor balanceamento nutricional, pois fornece 20% de energia alimentar e 15% de proteína per capita no consumo mundial necessário ao homem. A escolha dessa cultura para a realização da atual pesquisa, visa, através dos programas de biofortificação com Se, melhorar a qualidade nutricional do arroz para a população.. 2.2 Ocorrência e características do selênio O Se é um elemento não metal, da família VI A (calcogênios), foi descoberto em 1817 por um químico sueco Jöns Jacob Berzelius. Esse elemento pode ser originado de fontes naturais (processos geofísicos e biológicos) e fontes antropogênicas (processos industriais e agricultura) sendo as primeiras, provavelmente, as responsáveis pela presença de Se no solo, enquanto as demais são responsáveis pela redistribuição desse elemento no ambiente (ENVIRONMENTAL HEARLTH CRITERIA - EHC, 1987). No ambiente, o Se pode existir nas formas inorgânicas (como Se elementar, íons de selenato e selenito, etc) e formas orgânicas (compostos metilados, seleno-aminoácidos, selenoproteínas e seus derivados) ou como dióxido de Se nas cinzas provenientes da calcinação de minérios de sulfetos (FISHBEINS, 1991). O papel do Se na nutrição humana e animal é bem conhecido. Sabe-se hoje que o Se é capaz de desempenhar certas funções atribuídas à vitamina E, que é um poderoso antioxidante e atua prevenindo a formação de peróxidos (FAIRWEATHER-TAIT et al., 2011). Estudos visando esclarecer essa relação indicaram que o Se é componente da peroxidase da glutationa, cuja ação seria controlar o nível de peróxido formado no metabolismo animal; função essa.

(14) 13. desempenhada originalmente pela vitamina E (FAIRWEATHER-TAIT et al., 2011; RAYMAN, 2002). Para humanos e animais, as plantas são as maiores fontes de Se, na maioria dos países. O teor de Se nos alimentos depende do teor desse elemento no solo onde são cultivados ou onde os animais são criados (COMBS, 2001). Pode ser encontrado naturalmente nos alimentos de origem animal, frutos do mar, carnes, vísceras, grãos vegetais, sendo a castanha-do-Brasil o alimento mais rico nesse mineral (SOUZA; MENEZES, 2004). Estudos com Se no desenvolvimento humano e animal levaram ao reconhecimento de que na Europa, Ásia e América não fornecem esse elemento em níveis suficientes para a alimentação; e as deficiências têm sido relatadas em muitos países (COMBS, 2001). A utilização de suplementos vitamínicos contendo Se por humanos é eficaz para fornecer as quantidades diárias de ingestão desse nutriente, porém o consumo desses suplementos é ineficiente para atender à população como um todo, devido ao seu baixo poder aquisitivo, e a não funcionalidade do consumo de Se em cápsulas. Ressaltando a potencialidade dos programas de biofortificação agronômica com Se.. 2.3 Adubação com selênio O avanço das pesquisas na agricultura nas décadas de 1990 e 2000 representa importantes progressos no desenvolvimento da humanidade. A obtenção de variedades de porte baixo, melhoradas para responder à adubação, permitiu alcançar altas produtividades. Desse modo, conseguiu-se suprir a demanda por alimentos decorrente do crescimento populacional, ressaltando-se os contínuos avanços nesse sentido. Embora a produção de alimentos tenha acompanhado o crescimento populacional, problemas de deficiência nutricional atingem quase metade da.

(15) 14. população mundial, especialmente mulheres grávidas, adolescentes e crianças (GRAHAM et al., 2007). Isso se deve, em parte, ao melhoramento genético vegetal voltado para ganhos em produtividade sem considerar melhoria na qualidade, principalmente nos aspectos nutricionais dos produtos. Trabalho realizado por Garvin, Welch e Finley (2006) demonstrou que, ao longo dos anos, o aumento de produtividade obtido por intermédio do melhoramento vegetal apresentou relação inversa ao teor de Se nos alimentos. Segundo Dibb, Roberts e Welch (2005), cerca de 852 milhões de pessoas, aproximadamente 13% da população mundial, encontravam-se subnutridas entre os anos 2000 e 2006, sendo que 96% destas encontravam-se em países em desenvolvimento. As deficiências ocasionadas pela falta de ferro, iodo, selênio, vitamina A e zinco são atualmente as que causam maior preocupação em relação à saúde humana e de animais, principalmente nos países em desenvolvimento (WHITE; BROADLEY, 2009). Diante das evidências em relação à baixa ingestão de Se por grande parte da população mundial e, considerando-se os possíveis benefícios que a ingestão desse nutriente pode trazer à saúde humana, estratégias têm sido desenvolvidas para possibilitar o incremento do Se em níveis considerados nutricionalmente adequados. Dentre as estratégias atualmente utilizadas, a adubação de plantas com sais de Se, prática agronômica denominada biofortificação, vem sendo amplamente difundida no mundo. Entretanto, tais estudos no Brasil com Se são ainda pouco expressivos. A esse fato, soma-se que focos de deficiência de Se têm sido identificados em várias regiões do Brasil (BOAVENTURA; COZZOLINO, 1993; MAIHARA et al., 2004; MORAES; TOKARNIA; DOBEREINER, 1999), tornando indispensáveis estudos com a biofortificação com Se nas culturas agrícolas. A adição do Se aos fertilizantes é praticada, principalmente na Ásia, Europa e Oceania. O melhor exemplo da biofortificação com Se é o promovido.

(16) 15. pela Finlândia, que teve inicio em 1984, em que esse elemento é normalmente adicionado à mistura de NPK, na forma de selenato de sódio ou potássio. De acordo com Aro, Alfthan e Varo (1995) a experiência finlandesa tem-se caracterizado como prática segura na fertilização de culturas com Se, de baixo custo, fácil execução e muito eficaz na elevação do nível de Se na população. Esses autores relatam que, nos três anos após o início do programa, a ingestão dietética de Se triplicou e a concentração do nutriente no plasma sanguíneo quase duplicou. Também tem-se observado, a partir de 1985, decréscimo na taxa de doenças cardiovasculares e de certos tipos de câncer. Segundo Hartikainen (2005), a técnica da biofortificação com Se nas plantas é ideal para inserir esse elemento na cadeia alimentar, uma vez que as plantas atuam de forma eficiente no controle da ingestão excessiva e, ou, acidental, que pode ocorrer em humanos pelo uso de suplementos alimentares contendo Se. Também as plantas são capazes de acumular os micronutrientes de uma forma não tóxica nas partes comestíveis, podendo disponibilizá-los de forma melhor biodisponível para animais e humanos (FAIRWEATHER-TAIT; HURRELL, 1996; WELCH, 2001). De acordo com Graham et al. (2007), a biofortificação por meio da introdução de Se na adubação apresenta potencial para fornecer benefícios contínuos, ano após ano, a um custo inferior ao uso de suplementos alimentares e da fortificação de produtos pós-colheita nas indústrias. Hu et al. (2002), em um experimento realizado para avaliar métodos de aplicação de Se na biofortificação do arroz, utilizando um fertilizante enriquecido com Se, aplicado no solo e via aplicação foliar, verificaram que não houve diferença significativa na produção de grãos da cultura, nas diferentes formas de aplicação de Se. Entretanto, os autores verificaram que os métodos de aplicação do Se proporcionaram aumento considerável no seu teor nos grãos. Os autores ainda sugerem que o arroz enriquecido com Se, em uma população que.

(17) 16. tem o consumo médio de arroz em 350 g dia-1 por pessoa, pode aumentar a absorção de Se em humanos em mais de 100 µg dia-1, diminuindo, dessa forma, o risco de doenças cardiovasculares. Em estudo realizado por Euliss e Carmichael (2004), verificou-se, na cultura da colza (Brassica napus L.), uma pequena redução na produção dessa cultura quando se aplicou 2 mg L-1 de Se, na forma de selenito. Entretanto, os autores verificaram considerável aumento no teor de óleo na semente, o que poderia ser usado potencialmente como suplemento na dieta humana, chegando a diminuir, efetivamente, as taxas de certos tipos de câncer.. 2.4 Efeito do selênio nas plantas Em contraste com os seres humanos e animais, o Se para as plantas não é considerado essencial (PILON-SMITS; QUINN, 2010; SORS; ELLIS; SALT, 2005). Cientificamente, o primeiro efeito positivo do Se no crescimento das plantas foi relatado por Singh, Singh e Bhandari (1980), que demonstrou que a aplicação no solo de 0,5 mg kg-1 de Se na forma de selenito estimulou o crescimento e o rendimento da matéria seca da mostarda indiana (Brassica juncea L.). Mais recentemente, foi revelado que o Se aplicado em baixas concentrações proporciona aumento no crescimento e na capacidade antioxidante de mono e dicotiledôneas. O aumento de crescimento em resposta à aplicação de Se foi demonstrada em alface e azevém (HARTIKAINEN et al., 1997; HARTIKAINEN; XUE, 1999) e na soja (DJANAGUIRAMAN et al., 2005). A adição em baixas concentrações de Se amenizou o estresse oxidativo causado pela radiação ultravioleta em alface e azevém (HARTIKAINEN; XUE, 1999) e no morangueiro (VALKAMA et al., 2003). Além disso, um nível adequado de Se foi capaz de aumentar a capacidade antioxidante e também levou ao atraso na senescência nas folhas da alface, azevém (XUE;.

(18) 17. HARTIKAINEN; PIIRONEN, 2001) e da soja (DJANAGUIRAMAN et al., 2005). Outros trabalhos indicam que a adição de Se aumenta a atividade da catalase, superóxido dismutase e glutationa peroxidase (HARTIKAINEN et al., 2000; HARTIKAINEN; XUE, 1999; PENNANEN; XUE; HARTIKAINEN, 2002; XUE; HARTIKAINEN, 2000; XUE; HARTIKAINEN; PIIRONEN, 2001). Segundo Allaway (1973), todas as plantas absorvem Se do solo. No entanto, a capacidade pode variar em função da espécie, estágio de crescimento e fatores biogeoquímicos, que influenciam na disponibilidade do Se no solo, onde essa é controlada pela especiação do elemento na solução do solo. A absorção através de plantas depende da forma química e solubilidade do Se, como também da umidade no solo. A forma de Se aplicada deve ser levada em conta nas adubações. Segundo Rovira et al. (2008), o Se na forma de selenito pode sofrer adsorção específica com a hematita e goethita, formando complexos de esfera-interna, o que pode torná-lo indisponível para as plantas. O mesmo não ocorre com o Se na forma de selenato, que é estável em ambientes oxidados, sendo muito móvel em solos, estando prontamente disponível para as plantas. O mecanismo para a absorção do selenato pelas plantas tem sido bem estabelecido (Figura 1). O selenato é absorvido pelas raízes das plantas por transportadores do sulfato, apesar de diferentes espécies vegetais apresentarem diferentes seletividades entre o sulfato x selenato (BELL; PARKER; PAGE, 1992; TERRY et al., 2000). Em contrapartida, pouco se sabe sobre os mecanismos envolvidos na absorção de selenito pelas plantas. Foi sugerido que o selenito é absorvido pelas raízes através da difusão passiva (ARVY, 1993; LI; MCGRATH; ZHAO, 2008). Além das diferenças nos mecanismos de absorção, o selenato e selenito também diferem na sua mobilidade no interior das plantas. Nesse sentido, estudos relatam que o selenato é facilmente distribuído a partir de.

(19) 18. raízes para a parte aérea, enquanto o selenito ou seus produtos metabólicos tende a se acumular nas raízes (ZHANG et al., 2003). A razão pela qual menor quantidade de selenito é translocado para a parte aérea está relacionada à conversão mais rápida em formas orgânicas de Se, como selenometionina (ZAYED; LYTLE; TERRY, 1998), que são retidas nas raízes. Outra diferença entre essas formas de Se pode ser observada no acúmulo de nutrientes. O selenito, por estar mais acumulado nas raízes, exerce maior efeito sobre as membranas protoplasmáticas e, finalmente, nos. processos metabólicos das. células. Possivelmente, os íons de selenito alteram o coeficiente de permeabilidade dos íons na membrana plasmática e, portanto, afetam o transporte iônico nas células vegetais (PAZURKIEWICZ-KOCOT; KITA; PIETRUSKA, 2008)..

(20) 19 Se orgânico Semente. Floema. Folha DMSe DMDSe. Metabolismo. Se orgânico Se (VI). Floema. Xilema. Se orgânico DMSe. Se (IV). Raiz Se (VI). Se(0). TP H+ Se(0). Selenito (IV). TS H+ Selenato (VI). Solo. Processos dependentes de redox e microrganismos. Figura 1 Selênio no solo, absorção, traslocação e metabolismo em plantas. Abreviaturas: TP = transportadores de fosfato, TS = transportadores de sulfato, DMSe = di-metil seleneto, DMDSe = di-metil di-seleneto Fonte: Zhu et al. (2009).

(21) 20. REFERÊNCIAS ALLAWAY, A. Selenium in the food chain. The Cornell Veterinarian, Ithaca, v. 63, p. 151-170, 1973. ARO, A.; ALFTHAN, G.; VARO, P. Effects of supplementation of fertilizers on human selenium status in Finland. Analyst, Cambridge, v. 120, n. 3, p. 841-843, Feb. 1995. ARVY, M. P. Selenate and selenite uptake and translocation in bean plants (Phaseolus vulgaris). Journal of Experimental Botany, Oxford, v. 44, n. 6, p. 1083-1087, June 1993. BELL, P. F.; PARKER, D. R.; PAGE, A. L. Contrasting selenate sulfate interations in selenium-accumulating and nonaccumulating plant species. Soil Science Society of America Journal, Madison, v. 56, n. 1, p. 1818-1824, 1992. BOAVENTURA, G. T.; COZZOLINO, S. M. F. Selenium bioavailability in the regional urban diet of Mato Grosso, Brazil. International Journal of Food Sciences and Nutrition, Basingstoke, v. 43, n. 4, p. 223-229, Dec. 1993. CLARK, L. C. et al. Effects of selenium supplementation for cancer prevention in patients with carcinoma of the skin: a randomized controlled trial. Journal of American Medical Association, Chicago, v. 276, n. 24, p. 1957-1963, Dec. 1996. COMBS, G. F. Selenium in global food systems. British Journal of Nutrition, Crambridge, v. 85, n. 5, p. 517-547, May 2001. DIBB, D. W.; ROBERTS, T. L.; WELCH, R. M. From quantity to quality: the importance of fertilizers in human nutrition. In: INTERNATIONAL PLANT NUTRITION COLLOQUIUM, 15., 2005, Beijing. Proceedings... Beijing: IPN, 2005. p. 20-25. DJANAGUIRAMAN, M. et al. Selenium: an antioxidative protectant in soybean during senescence. Plant and Soil, The Hague, v. 272, n. 1/2, p. 77-86, May 2005. ENVIRONMENTAL HEALTH CRITERIA. Selenium. Geneva: World Health Organization, 1987. 58 p..

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(27) 26. CAPÍTULO 2 - Biofortificação Agronômica com Selênio em Arroz Adubado com Selenato e Selenito.

(28) 27. RESUMO O selênio (Se) é essencial para os seres humanos e animais, no entanto em diversas regiões do mundo a baixa ingestão dietética desse elemento em humanos tem sido verificada, acarretando problemas para a saúde. Considerando a importância do arroz na alimentação humana, sendo alimento básico em mais de 30 países, objetivou-se, neste trabalho, avaliar o efeito da aplicação de doses de selenato e selenito na biofortificação com Se, no crescimento e produção de plantas de arroz, na eficiência das raízes em absorver o Se, no aproveitamento do Se aplicado, além de verificar a influência dessas formas de Se nos teores de P, S, Fe e Zn, em grãos de arroz. O experimento foi conduzido em casa de vegetação, em vasos com 4 dm3 de um Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico, textura média. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado, em esquema fatorial 5 × 2, sendo cinco doses de Se (0; 0,75; 1,50; 3,0; 6,0 mg dm-3) e duas fontes de Se (selenato de sódio e selenito de sódio), com cinco repetições. Os teores de Se nas raízes, parte aérea e grãos foram determinados por espectrometria de fluorescência de raios-X por reflexão total. O Se aplicado como selenato proporcionou maior eficiência na sua absorção pelas raízes, aproveitamento pela planta, translocação para a parte aérea e teor desse elemento nos grãos. A biofortificação agronômica com Se em arroz foi melhor alcançada na dose de 0,75 mg dm-3 ao se utilizar o Se na forma de selenito, ou doses menores ao se utilizar o selenato. A aplicação de Se junto à adubação influenciou os teores de P, S, Fe e Zn nos grãos do arroz. Os resultados do presente estudo indicaram que é possível aumentar o teor de Se em arroz, com o uso de selenato e selenito na adubação, para minimizar a deficiência desse elemento na população humana. Palavras-chave: Selenato. Selenito. Aproveitamento de Selênio. Arroz enriquecido. Segurança alimentar..

(29) 28. ABSTRACT Selenium (Se) is essential for humans and animals, though in different regions of the world at low dietary intake of this element in humans has been observed, leads to health problems such. Considering the importance of rice for human consumption, being a staple food for more than 30 countries. The aim of this study was to evaluate the effect of doses of selenate and selenite in Se biofortification, growth and yield of rice plants, the efficiency of root uptake of Se, use efficiency of applied Se, and to evaluate the influence of these forms of Se in the levels of P, S, Fe and Zn in grain rice. The experiment was conducted in a greenhouse, in pots with 4 dm3 of a Red-Yellow Latosol, medium texture. The experimental design was completely randomized in factorial scheme 5 × 2, with five doses of Se (0, 0.75, 1.50, 3.0, 6.0 mg dm-3) and two forms of Se (sodium selenate and sodium selenite), with five repetitions. The levels of Se in roots, shoots and grains were determined by total reflection X-ray fluorescence spectrometry. The results shows that Se applied as selenate provided greater efficiency of root uptake of Se, use efficiency of applied Se, translocation from roots to shoot and content of this element in rice grain. The agronomic biofortification when used selenate at 0.75 mg dm-3 was better than selenite. The Se application together the fertilization influenced the levels of P, S, Fe and Zn in grains of rice. The results of this study show the possibility to increase the Se accumulation in rice, by use of selenite and selenate fertilization for decrease the Se deficiency in the human population. Keywords: Selenate. Selenite. Use of selenium. Enriched rice. Food security..

(30) 29. 1 INTRODUÇÃO O selênio (Se) é considerado essencial para os seres humanos e animais (RAYMAN, 2002). Diversas regiões do mundo têm associado a baixa ingestão dietética desse elemento nos seres humanos com problemas relacionados à saúde, como aumento na incidência de câncer (COMBS, 2001). Nesse sentido, estratégias para diminuir a deficiência de Se têm sido frequentemente associadas para aumentar o teor desse elemento nos alimentos (RAMOS et al., 2010; WHITE; BROADLEY, 2009). Atualmente, a biofortificação agronômica com Se, que consiste basicamente no aumento da concentração desse elemento nas culturas agrícolas, através da sua introdução na adubação das plantas, tem demonstrado satisfatórios resultados (GRAHAM et al., 2007). Nesse sentido, Chen et al. (2002), para a cultura do arroz verificaram, que o teor de Se nessa cultura aumentou com a introdução desse elemento na adubação, demonstrando ser essa uma técnica útil para elevar a ingestão de Se pela população. Além disso, Combs (2001) relatou que o nível adequado de Se em uma população está altamente correlacionada com o conteúdo de Se nas culturas agrícolas. Assim, pelo fato do arroz ser alimento básico predominante em mais de 30 países (LUCCA; POLETTI; SAUTTER, 2006) e pela deficiência do Se atingir aproximadamente 1 bilhão de pessoas no mundo (WHITE; BROADLEY, 2009), essa cultura agrícola apresenta enorme potencial para estudos com Se visando diminuir a deficiência desse elemento na população mundial. Ressalta-se que, em programas de biofortificação com Se, deve-se levar em conta a fonte de Se aplicada, uma vez que os solos intemperizados, com elevadas concentrações de óxidos de Fe e Al na fração argila, pode adsorver o selenito, reduzindo, consequentemente, sua disponibilidade para as plantas (ZHANG; SPARKS, 1990). Segundo Rovira et al. (2008) o Se na forma de.

(31) 30. selenito pode sofrer adsorção específica com a hematita e goethita, formando complexos de esfera-interna, o que pode torná-lo indisponível para as plantas. O mesmo não ocorre com o Se na forma de selenato, que é estável em ambientes oxidados, sendo muito móvel em solos, estando prontamente disponível para as plantas. Além das diferenças de comportamento das formas de Se no solo, essas também diferem na absorção e na mobilidade do Se no interior das plantas, sendo o Se do selenato mais facilmente transportado para a parte aérea, enquanto que o Se do selenito tende a se acumular nas raízes das plantas (ZHANG et al., 2003). Nesse contexto, devido à importância do arroz na alimentação humana, associada à escassez de informações envolvendo a biofortificação agronômica com Se no Brasil, objetivou-se, neste trabalho, avaliar o efeito da aplicação de doses de selenato e selenito na biofortificação com Se, bem como verificar a influência dessas formas de Se nos teores de P, S, Fe e Zn nos grãos de arroz.. 2 MATERIAL E MÉTODOS O experimento foi conduzido em casa de vegetação no Departamento de Ciência do Solo da Universidade Federal de Lavras, utilizando-se vasos com 4 dm3 de solo, preenchidos com amostras da camada de 0-20 cm de um Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico, textura média. As análises físicas e químicas do solo, conforme método descrito pela Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária - EMBRAPA (1997), e mineralógicas de acordo com Souza (2005), apresentaram os seguintes valores: teor de areia: 60 dag kg-1; silte: 17 dag kg-1; argila: 23 dag kg-1; pH em água: 5,4; MOS: 1,2 dag kg-1; P (Mehlich 1): 0,9 mg dm-3; K: 23,4 mg dm-3; Ca: 0,3 cmolc dm-3; Mg: 0,1 cmolc dm-3; Al: 0,1 cmolc dm-3; H + Al: 0,9 cmolc dm-3; P-rem: 20,5 mg L-1; Fe2O3: 37,8 g kg-1;.

(32) 31. e Al2O3: 168,1 g kg-1. O teor total de Se foi de 0,064 mg dm-3, conforme metodologia proposta por Ramos et al. (2010). O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado, em esquema fatorial 5 × 2, sendo cinco doses de Se (0; 0,75; 1,50; 3,0; 6,0 mg dm-3) aplicadas no solo e duas formas de Se (selenato de sódio – Na2SeO4 e selenito de sódio – Na2SeO3,), com cinco repetições, perfazendo um total de 50 parcelas. Cada unidade experimental foi constituída por duas plantas por vaso. Com base na análise química do solo, foi efetuada a calagem visando elevar a saturação por bases a 50%, utilizando-se calcário calcinado e micropulverizado, contendo 32% de CaO, 15% de MgO e PRNT = 94,5%. Após incubação do solo por 30 dias, com umidade próxima a 60% do volume total de poros (VTP), as doses de selênio foram aplicadas ao solo, em ambas as formas. Juntamente com a aplicação dos tratamentos com Se, foi efetuada a adubação básica de plantio com 80 mg de N, 250 mg de P, 70 mg de K e 60 mg de S por dm3 de solo, utilizando as seguintes fontes: nitrato de amônio – NH4NO3, fosfato monoamônio – NH4H2PO4, sulfato de potássio – K2SO4. A adubação básica com micronutrientes consistiu-se na aplicação de 3,6 mg de Mn; 1,5 mg de Cu; 5 mg de Zn; 0,5 mg de B e 0,15 mg de Mo por dm3 de solo, fornecidos na forma de cloreto de manganês – MnCl2.4H2O, sulfato de cobre – CuSO4.5H2O, sulfato de zinco – ZnSO4.7H2O, ácido bórico – H3BO3 e molibdato de amônio – (NH4)6Mo7O24.4H2O. Em seguida, foram semeadas 10 sementes do arroz (Oryza sativa L. cv BRSMG Relâmpago) por vaso e desbastadas para duas plântulas uma semana após emergência. Durante o período de cultivo, o arroz recebeu adubações de cobertura nas doses de 450 mg de N e 350 mg de K por dm3 de solo, divididas em oito aplicações, utilizando-se o nitrato de amônio – NH4NO3 e o nitrato de potássio – KNO3. Durante a condução do experimento, a umidade do solo foi.

(33) 32. mantida próximo a capacidade de campo através de pesagens diárias do conjunto vaso-solo-planta, repondo-se o volume evapotranspirado com água deionizada. A colheita das plantas foi feita no final do ciclo. O material vegetal foi seco em estufa com circulação forçada de ar a 65-70ºC, até a secagem completa das amostras, para quantificação da massa seca de raiz, de parte aérea (folhas + caule) e de grãos, sendo que nos grãos foram realizadas análises químicas para a determinação dos teores de P, S, Fe e Zn, de acordo com a metodologia descrita por Malavolta, Vitti e Oliveira (1997). Para a determinação dos teores de Se nas raízes, parte aérea e grãos, realizou-se a digestão das amostras conforme descrito por Ramos et al. (2010). A quantificação de Se nos extratos foi realizada por espectrometria de fluorescência de raios-X por reflexão total (S2 PICOFOX – Bruker), adicionando-se 10 μL do extrato em porta amostras de quartzo. Utilizou-se o gálio como padrão interno e o tempo de leitura foi de 400 segundos. Para avaliar a acurácia das análises utilizou-se material certificado de referência internacional (BCR402, White Clover - IRMM), o qual foi incluído em cada bateria de digestão. Relacionando-se os teores de Se com a massa seca produzida, foi determinado o acúmulo de Se em cada parte e o total da planta para cada tratamento. Uma vez obtidos esses dados, estimaram-se os seguintes índices: - Eficiência das Raízes na Absorção de Se = (mg de Se total acumulado na planta / g massa seca de raízes); - Eficiência de Aproveitamento do Se Aplicado = [(mg Se total acumulado) / (mg de Se aplicado) x 100]. Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância, teste de média (Scott-Knott) e regressão polinomial utilizando-se o programa estatístico SISVAR (FERREIRA, 2000)..

(34) 33. 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO A produção de matéria seca da raiz e parte aérea foi afetada significativamente pela interação entre doses e formas de Se (Figura 1 A e B). Para a produção de grãos, essa interação não foi significativa (Figura 1 C). Entretanto, essa variável apresentou diferença significativa ao se compararem as formas de Se utilizadas (Figura 1 D). Para a massa seca das raízes (Figura 1 A), o aumento das doses de selenato proporcionou redução linear, enquanto que para o selenito foi quadrática. Houve redução média na produção de raízes, ao se compararem as maiores doses de Se com o tratamento controle, de aproximadamente 13 e 21%, para o selenito e selenato, respectivamente. Esse comportamento diferenciado promovido pelas formas de Se aplicadas deve-se, possivelmente, à adsorção sofrida pelo selenito no solo, o que tornou esse elemento menos disponível e menos fitotóxico para as raízes, quando comparado com o selenato. No presente estudo, apesar de se ter utilizado um solo de textura média (23% de argila) e com baixos teores de óxidos de Fe e Al (37,8 e 168,1 g kg-1, respectivamente), esse, provavelmente, influenciou a disponibilidade do Se quando se utilizou o selenito. Segundo Hopper e Parker (1999), as diferenças de comportamento entre o selenato e selenito nos solos são esperadas, devido às diferenças da afinidade desses com os colóides do solo, o que afeta, consequentemente, suas solubilidades e disponibilidades para as plantas. Esses autores relatam que, para uma mesma quantidade de selenato e selenito aplicada no solo, esse último é mais adsorvido nas superfícies dos óxidos, o que o torna menos disponível para as plantas. Verifica-se que a produção da massa seca da parte aérea (Figura 1 B), apresentou resposta crescente até a dose de 0,75 mg dm-3, a qual proporcionou.

(35) 34. aumento de 8% quando aplicou-se o selenato. No entanto, o aumento das doses para ambas as formas de Se proporcionou queda na produção para essa variável. O efeito da aplicação de Se para a produção de grãos (Figura 1 C) seguiu a mesma tendência apresentada para a produção de massa seca da parte aérea quando aplicou-se o selenato (Figura 1 B), ou seja, verificou-se aumento de 13% na produção de grãos na dose 0,75 mg dm-3, independentemente das formas de Se aplicadas. Quanto às formas de Se, observou-se que o selenito foi superior ao selenato na produção de grãos (Figura 1 D). Os aumentos na produção da parte aérea e grãos eram esperados, uma vez que o Se aplicado em baixas concentrações aumenta a atividade antioxidante, levando a uma maior produção vegetal (HARTIKAINEN; XUE; PIIRONEN, 2000; RAMOS et al., 2011). 60. (A). 35 30. Col 2. 25 20 y = 27,73 + 1,87x - 0,47x2 R2 = 0,57*. 15. 2. 10. 5 0,7. 1,5. 0. 3,0. 6,0. 18 16 14 12. (B). 58 56 54 52 y = 54,70 - 7,16x + 0,45x2 + 10,48x0,5 R2 = 0,98* y = 56,87 - 1,99x + 0,19x2 R2 = 0,97*. 50 48 20. (C) Produção de Grãos -1 (g vaso ). Produção de Grãos -1 (g vaso ). 20. y = 22,72 - 0,73x R = 0,59*. 0,0. Massa Seca Parte Aérea -1 (g vaso ). Massa Seca de Raiz -1 (g vaso ). 40. 16. 0,0. 0,7. 5. 1,5. 0. (D). b. 6,0. 3,0. a. 12 8 4. y = 16,58 - 6,55x + 0,45x2 + 7,55x0,5 R2 = 0,99*. 10. 0,0. 0,7. 5. 1,5. 0. 3,0. Doses de Se (mg dm-3). 6,0. 0. Selenato. Selenito. Figura 1 Massa seca da raiz (A), parte aérea (B), produção de grãos (C e D) em plantas de arroz em função da aplicação de doses e formas de Se. * Significativo a 5% de probabilidade pelo teste t (º selenito, • selenato, ▲ independentemente da forma de Se). Médias seguidas da mesma letra, comparando formas de Se, não diferem entre si (Scott-Knott, p < 0,05).

(36) 35. Embora o selenito tenha proporcionado maior produção de matéria seca de raiz (Figura 1 A), esse fato não se repetiu na eficiência das raízes na absorção de Se (Figura 2 A). Dessa forma, o total de Se acumulado na planta por grama de raiz produzida, em todas as doses aplicadas, foi sempre superior quando se utilizou o selenato. Tal fato está relacionado ao maior teor de Se nos tecidos e, consequentemente, ao maior acúmulo de Se nas plantas de arroz, quando o selenato foi aplicado. Com relação à eficiência no aproveitamento do Se aplicado (Figura 2 B), que representa o percentual do Se aplicado em ambas as formas que foi absorvido e acumulado pelo arroz, o selenato, tal como observado para a eficiência das raízes na absorção de Se (Figura 2 A), proporcionou melhor aproveitamento do Se aplicado. Esse resultado mostra que, apesar de se ter utilizado um solo de textura média e com baixos teores de óxidos de Fe e Al, esse influenciou no aproveitamento do Se quando o selenito foi aplicado. Nesse sentido, Wijnja e Schulthess (2000) relataram que o comportamento do selenato no solo é semelhante ao sulfato, enquanto o selenito se assemelha mais ao fosfato. Assim, em solos altamente intemperizados, os óxidos de Fe, Al e Mn podem diminuir consideravelmente o aproveitamento do Se ao utilizar-se o selenito. Na Figura 2 C, verifica-se que a translocação do Se foi sempre maior quando fornecido na forma de selenato. Nos tratamentos que receberam as doses de Se, em média, 78% e 47% do elemento aplicado foram translocados para a parte aérea, para o selenato e selenito, respectivamente. Segundo Li, McGrath e Zhao (2008), a superioridade do selenato sobre o selenito no transporte de Se pelas plantas deve-se à menor conversão do selenato a formas orgânicas de Se nas raízes, o que favorece a mobilidade no xilema, enquanto que o selenito, quando absorvido pelas plantas é rapidamente convertido para as formas orgânicas, as quais apresentam menor mobilidade no xilema. Esses resultados.

(37) 36. são semelhantes aos obtidos em outros trabalhos, os quais relatam superioridade do selenato sobre o selenito no transporte de Se pelas plantas (RAMOS et al., 2010; SHARMA et al., 2010).. (A). Eficiência de Aproveitamento do Se Aplicado (%). Eficiência das Raízes na -1 Absorção de Se (mg g ). 0,35 0,30. y = -0,008 + 0,05x R2 = 0,99* y = -0,003 + 0,01x R2 = 0,98*. 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05. y = -0,71 - 77,69x + 4,56x2 + 151,63x0,5 R2= 0,97*. 80 60 40 20. y = -0,41 - 65,92x + 3,23x2 + 123,26x0,5 R2= 0,98*. 0 0,0. 0,7. 40. 5. 1,5. 0. 3,0. 6,0 -3. Doses de Se (mg dm ). y = 6,18 + 18,21x - 2,46x2 R2 = 0,79* y = 0,67 + 0,80x R2 = 0,89*. 30 20 10 0 70. Teor Se nos grãos -1 (mg kg ). Índice de Translocação de Se (%). 0,00 100 (C). 50 (B). (D). 60. 2. y = -0,25 + 9,78x R = 0,99* 2 ns y = 0,031+0,57x R = 0,99. 50 40 30 20 10 0 0,0. 0,7. 5. 1,5. 0. 3,0. 6,0. Doses de Se (mg dm-3). Figura 2 Eficiência das raízes na absorção de Se (A), eficiência no aproveitamento do Se aplicado (B), índice de translocação de Se (C) e teor de Se nos grãos (D) em plantas de arroz em função da aplicação de doses e formas de Se. *, ns Significativo a 5% de probabilidade e não significativo, respectivamente, pelo teste t. (º selenito, • selenato) Os teores de Se nos grãos de arroz foram afetados significativamente pela interação entre doses e formas de Se (Figura 2 D). Os maiores teores desse elemento foram observados quando se utilizou o Se na forma de selenato. Esse fato deve-se, possivelmente, à maior absorção das raízes, aproveitamento pela planta, translocação do Se para a parte aérea (Figura 2 A, B e C) e, à maior.

(38) 37. eficiência em redistribuir esse elemento para os grãos, ao se utilizar na forma de selenato. Esse resultado concorda com os observados por Li et al. (2010), ao avaliarem o efeito de diferentes manejos da cultura e formas de Se nos teores desse elemento nos grãos de arroz. Segundo a Food and Agriculture Organization of the United Nations FAO (2011), o consumo médio de arroz por pessoa no mundo é de 180 g dia-1 e, de acordo com a United States Department of Agriculture - USDA (2003), a recomendação de ingestão diária mínima de Se para adultos é de 70 µg dia-1 e o nível máximo tolerável de 400 µg dia-1. Relacionando esses dados com os do presente trabalho na dose de 0,75 mg dm-3, a qual promoveu aumento na produção de grãos, verificou-se que o teor de Se encontrado nos grãos de arroz quando utilizou-se o selenato e selenito contribui para a ingestão diária de Se em, aproximadamente, 1100 e 80 µg dia-1, respectivamente. Assim, são necessários mais estudos envolvendo a biofortificação agronômica com Se em arroz, no sentido de adequarem doses a serem aplicadas, em diferentes solos, para maior segurança alimentar. Os teores de P e S nos grãos foram afetados significativamente pelas doses e formas de Se (Figura 3 A e B). Verificou-se que as doses de selenato não influenciaram o teor de P nos grãos, enquanto que o selenito proporcionou redução (Figura 3 A). Nesse sentido, estudos têm indicado que o selenito compete com o P no processo de absorção (HOPPER; PARKER, 1999) afetando, consequentemente, o teor de P nas plantas (LI; MCGRATH; ZHAO, 2008). Devido à semelhança química entre S e Se, as plantas absorvem e metabolizam o Se via rota de absorção e assimilação do S (PILON-SMITS; QUINN, 2010). Além disso, estudos relatam que o selenato utiliza os mesmos transportadores de membrana do sulfato, aumentando o teor desse último (SORS; ELLIS; SALT, 2005). No presente estudo, o aumento nas doses de.

(39) 38. selenato aumentou o teor de S nos grãos de arroz, com a maior dose aplicada proporcionado os maiores teores de S (Figura 3 B). Por outro lado, não se observou efeito significativo quando se utilizou o Se na forma de selenito. Ramos et al. (2011), ao avaliarem o efeito do selenito e selenato em diversos germoplasmas de alface, observaram que o selenato promoveu aumento no teor de S. Resultados semelhantes ao presente trabalho também foram verificados por Mikkelsen e Wan (1990) em cevada e arroz. Segundo esses autores, a interação sinérgica entre o Se e o S pode ocorrer em muitas espécies vegetais. 3,5. (A). 3,0. -1. Teor de S (g kg ). -1. Teor de P (g kg ). 3,5. 2,5 2,0 1,5. 2. y = 2,86 - 0,10x R = 0,99* 2 ns y = 2,51 + 0,001x R = 0,05. Teor de Zn (mg kg ). 2,0 1,5. y = 2,16 + 0,15x R2 = 0,92* y = 2,00 - 0,03x R2 = 0,65ns. (D). -1. -1. Teor de Fe (mg kg ). 2,5. 45. (C). 25 20 15 10 5 0. 3,0. 1,0. 1,0 30. (B). y = 12,42 + 4,65x - 0,70x2 R2 = 0,61ns. 40 35 30 2. y = 42,71 - 0,86x R = 0,87*. 25 0,0. 0,7. 5. 1,5. 0. 6,0. 3,0 -1. Doses de Se (mg kg ). 0,0. 0,7. 5. 1,5. 0. 3,0. 6,0 -1. Doses de Se (mg kg ). Figura 3 Teor de P (A), S (B), Fe (C) e Zn (D) em grãos de arroz em função da aplicação de doses e formas de Se. *, ns Significativo a 5% de probabilidade e não significativo, respectivamente, pelo teste t. (º selenito, • selenato, ▲ independentemente da forma de Se) Segundo Welch e Graham (2004), os seres humanos necessitam de 22 elementos minerais para o perfeito funcionamento do corpo e, esses podem ser adquiridos através de uma dieta balanceada (GRAHAM et al., 2007). No.

(40) 39. entanto, estudos apontam que mais de 60% e 30% da população mundial apresentam deficiência por Fe e Zn, respectivamente (WHITE; BROADLEY, 2009). Devido à importância do arroz na alimentação humana, sendo fonte de nutrientes para mais da metade da população mundial (SAUTTER et al., 2006), torna-se relevante avaliar não somente o teor de Se nos grãos dessa cultura, mas, também, os teores de Fe e Zn, além do efeito do Se nesses. Assim, verificou-se que os teores de Fe e Zn, não foram influenciados significativamente pelas formas de Se e, de maneira geral, o aumento nas doses de Se não influenciou no teor de Fe (Figura 3 C), enquanto diminuiu o teor de Zn (Figura 3 D). No entanto, estudos realizados por Zembala et al. (2010), em colza e trigo, concluíram que a aplicação do Se aumentou os teores de Zn, enquanto diminuiu os teores de Fe.. 4 CONCLUSÕES O Se aplicado como selenato proporciona maior eficiência na sua absorção pelas raízes, aproveitamento pela planta, translocação para a parte aérea e teor desse elemento, nos grãos. A biofortificação agronômica com Se em arroz é melhor alcançada na dose de 0,75 mg dm-3 ao se utilizar o Se na forma de selenito, ou doses menores ao utilizar-se o selenato. É possível aumentar o teor de Se em arroz, com o uso de selenato e selenito na adubação. A aplicação de Se, junto à adubação, influenciou os teores de P, S e Zn nos grãos do arroz..

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(44) 43. CAPÍTULO 3 - Formas de Aplicação e Fontes de Selênio na Biofortificação do Arroz.